微型智能总磷的在线监测装置

本发明涉及一种水质的在线监测装置，尤其涉及一种微型智能总磷的在线监测装置。

背景技术：

引起水体富营养化的主要因子是氮和磷。一般总氮浓度高于0.2~0.5mg/l、总磷浓度高于0.02mg/l即被视为水体富营养化。湖泊中的某些蓝藻能通过固氮作用来补充氮量，磷是藻类增殖的主要限制因子。据研究，每1g磷进入水体，将会导致950g（干重）藻类的生长，由此看来，加强对地表水中磷浓度的监控，对防止富营养化尤为重要，一旦发生地表水总磷浓度超标，必须及时进行有效处理，如何能有效降低排放废水中的磷含量已成为防治水体富营养化的重要途径之一。因此，对含磷污水和地表水实施总磷浓度的在线监测显得十分重要。

目前市场上的总磷在线监测仪不仅设备体积庞大而且价格昂贵，增加了企业和工程的负担，更不适合在微型污染无人驾驶监测船上安装使用，不利于全面推广。同时，该在线检测仪体积小、价格廉，适宜用于各种污水处理（包括农村生活污水处理、畜禽养殖废水、小区的生活污水处理、餐饮店及农贸市场污水处理、工业企业等的废水处理）工程总磷的在线检测，因此，研制微型总磷在线监测仪十分迫切，意义重大。

技术实现要素：

本发明提供了一种体积小，重量轻，价格相对低廉，监测效果好的微型智能总磷的在线监测装置；解决了现有技术中存在的监测设备庞大，价格高昂，监测效果不好的技术问题。

本发明的上述技术问题是通过下述技术方案解决的：一种微型智能总磷的在线监测装置，包括取水过滤器，取水过滤器连接有消解结构，消解结构通过管道连接有比色结构，所述的比色结构上方安装有显色剂投放结构，在比色结构的侧面设有光谱检测结构，光谱检测结构连接有信号传输控制结构。经陶瓷超滤膜过滤的待测河水、湖库水、小微水体或欲排放的工业及生活污水，然后经过抽水泵将待检测水经过管道进入到消解槽内，用该水清洗管道和比色结构中的比色皿，反复冲洗3遍后，将清洗的水排掉，然后再取水进入消解结构内，进行紫外线灯消解，催化氧化将有机磷转换为无机磷，低价态磷转化为磷酸根，消解时间10分钟。消解后的待测水通过管道流入比色皿中，通过显色剂投放机构精准投放显色剂，从而让后续的光谱检测结构数据更准确。光谱检测结构检测的数据经过信号传输控制结构输出，方便监测。整个过程均采用自动控制，监测效果好，在线监测仪的测定范围为0.02–20mg/l。透射比准确度：≤+-1.5%t。透射比重复性：≤0.5%t。

作为优选，所述的显色剂投放结构包括显色剂容纳槽，在显色剂容纳槽上安装有电磁阀，显色剂容纳槽内抽真空，电磁阀控制显色剂容纳槽的出液管道的出液量。显色剂容纳槽是密封的，药水一次性加满（够用几十次），排尽出水管内空气，由于真空原理，电磁阀不打开，空气不进入，出水管是不会滴水的，电磁阀瞬间打开一次，出水管可以排出一滴水，比色皿一次需要滴加显色剂3滴（约0.15毫升）。通过电磁阀进准控制显色剂的量，从而提高监测结果。

作为优选，所述的比色结构包括比色皿，在比色皿内的底部安装有磁力搅拌器，磁力搅拌器控制位于比色皿内的磁性搅拌子转动。充分搅拌让比色皿里的待测水与显色剂充分混合，从而提高监测效果。

作为优选，所述的比色结构还包括液位控制器，液位控制器安装在比色皿上。精准控制比色皿内的水量，从而能确定显色剂的添加量。

作为更优选，所述的比色皿的一侧设有光发射器，在比色皿的另一侧设有光吸收器，光吸收器连接有光电转换器。发射波长为700nm的光线，光线穿过比色溶液，光吸收器的感光材料吸收光谱，光电转化器将感光元件的光信号转换为电信号。

作为更优选，所述的比色皿上连接有三个管道，分别为消解水进入管道，显色剂进入管道和排水管道，消解水进入管道与消解槽相连，显色剂进入管道与显色剂容纳槽相连，排水管道外接排水池。比色皿上的排水管道用于在监测前，将清洗比色皿的水排出，提高准确度，不会因为上次的监测试剂影响此次的监测结果，提高监测的准确度。

作为优选，所述的消解结构包括消解槽，在消解槽上方设有紫外线灯，在消解槽上安装有水位控制器。通过水位控制器控制消解槽内的水位，根据不同的需求，比如清洗或者监测的要求，来确定水量。

作为更优选，所述的消解槽连接有三个管道，分别为进水管道，排水管道和连接管道，进水管道与取水过滤器相连，排水管道外接排水池，连接管道连接比色皿。清洗消解槽后的水通过排水管道排出，或者多余的消解水也可以通过排水管道排出，需要进行监测的消解水通过连接管道进入到比色皿内，进行比色。进水管道用于抽吸待测水。

作为优选，所述的信号传输控制结构包括数字转换器，数字转换器连接有光电转化器，还包括数据发送器，数据发送器将数据发到显示设备上。显示设备可以是电脑或者手机，将数据发送到显示设备上进行数据统计和分析。显示设备上安装有自动控制器，可以通过自动控制器完整整个监测过程的进水，冲洗，比色等等步骤。

作为优选，还包括充电电源。充电电源可以是太阳能电池，也可以是储能锂电池等。充电电源给装置内的各个需要供电的部件进行供电，比如抽水泵，显示设备，或者搅拌器等等。

因此，本发明的微型智能总磷的在线监测装置具备下述优点：能精准控制显色剂的添加量，并且保证在比色皿内的待测水量，通过控制待测水和显色剂的量，能提高监测效果；装置采用自动控制，能进行取水、清洗和排水功能，最大程度的降低减少干扰元素，保证总磷的监测准确度。

附图说明

图1是本发明微型智能总磷的在线监测装置的示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

如图1所示，一种微型智能总磷的在线监测装置，包括取水口过滤器1，取水口过滤器1采用陶瓷超滤膜。通过抽水泵4将取水口过滤器1内的待测水取出输送至消解槽内。消解槽5上安装有水位控制器7，通过水位控制器7控制进入到消解槽5内的水量。在消解槽5上方安装紫外线灯8，催化氧化将有机磷转换为无机磷，低价态磷转化为磷酸根，消解时间10分钟。经过消解后的待测水通过连接管道9连接排水泵12，排水泵12通过消解水进入管道13进入到比色皿23，比色皿23的底部安装有磁性搅拌器22，磁性搅拌器22带动比色皿23内的磁性搅拌子21搅拌带动比色皿内的水旋转。比色皿上安装有液位控制器24，通过液位控制器控制比色皿内的水量。在比色皿23的上方通过显色剂进入管道14连接有显色剂容纳槽16。显色剂容纳槽16为密闭容器，在显色剂容纳槽16上方安装有电磁阀15，显色剂容纳槽16内装满显色剂，排尽出水管内空气，由于真空原理，电磁阀15不打开，空气不进入，显色剂进入管道14是不会滴水的，电磁阀15瞬间打开一次，显色剂进入管道14可以排出一滴水，比色皿一次需要滴加显色剂3滴（约0.15毫升）。在比色皿23的一侧安装有光发射器25，在比色皿23的另一侧安装光吸收器20，发射波长为700nm的光线，光线穿过比色溶液，光吸收器的感光材料吸收光谱，光电转化器19将感光元件的光信号转换为电信号。然后数据转换器17将电信号转换成数据信号，数据发送器18将监测到的时间发送到岸边的电脑接收和处理信息，并进行数据统计。整个装置的电源驱动采用外部的太阳能充电系统3进行供电，太阳能充电系统3同时给显示屏2供电，在显示屏2上有各种控制开关，进行各步骤的自动控制。

使用过程中，先通过抽水泵4将经过取水口过滤器1过滤后的待测水通过进水管道6吸入到消解槽5内，然后通过连接管道9和消解水进入管道13进入到比色皿23中，对消解槽5和比色皿23进行反复冲洗，冲洗3遍以后，消解槽5内的废水通过抽排水泵11的排水管道10排入排水池，比色皿23内的废水通过抽排水泵的排水管道10排入排水池。然后重新进行取水，在消解槽5内进行紫外灯的消解处理。消解后的水，进入比色皿23中，显色剂容纳槽16内的显色剂根据比色皿23中的待测水量进行加入，通过比色皿23两侧的光发射器25和光吸收器20监测总磷含量，通过光电转换器19将光信号转成电信号，再通过数字转换器17将电信号转成数据信号，数据发送器将18数据进行传送，电脑终端进行处理和储存。